Bài giảng công nghệ thi công hầm dìm

Hầm dìm được XD như thế nào/ Nguyên tắc Cơ bản 16. Hầm dìm được XD như thế nào/ Nguyên tắc Cơ bản nước được bơm khỏi không gian giữa các vách ngăn  Áp lực nước ở đầu tự do của đốt mới

Trang 1

KHOA CÔNG TRÌNH, BỘ MÔN CTGTTP - www.uct.edu.vn

Trang 3

Nội dung

2 Hầm dìm có phải là một ý tưởng mới?

4 Có các vấn đề đặc biệt nào không?

5 Khi nào thì tôi chọn một hầm dìm?

6 Một phát triển mới: Hầm nổi ngập dưới nước

7 Những bên nào giúp hiện thực hóa một dự án?

8 Ví dụ Hầm dìm Thủ Thiêm (sông Sài Gòn)

9 Ví dụ các hầm dìm trên thế giới

Trang 4

Nguyễn Đức Toản

Hà Nội, K48, tháng 11/20113 Công nghệ thi công Hầm Dìm

1 Hầm dìm được XD như thế nào/ Nguyên tắc Cơ bản

nước được bơm khỏi không gian giữa các vách ngăn

 Áp lực nước ở đầu tự do của đốt mới sẽ nén mối nối

cao su giữa hai đốt, làm khép lại mối nối

 Vật liệu đắp được đổ xuống hai bên và trên hầm để

lấp hào và chôn hầm vĩnh viễn

 Kết cấu hầm dẫn có thể thi công trên hai bờ trước,

sau hoặc đồng thời với hầm dìm, tùy thuộc điều kiện

cụ thể

Trang 5

Trang 6

 Chế tạo đốt hầm & Bịt tạm các đầu đốt hầm bằng

vách ngăn

Trang 7

 Vận chuyển đốt hầm từ bể đúc ra vị trí xây dựng hầm

Trang 8

 Hầm được hạ chìm/dìm xuống vị trí thiết kế/cuối cùng

ở đáy hào

Trang 9

 Dìm đốt hầm khác sát với đốt đã hạ chìm Sau đó

nước được bơm khỏi không gian giữa các vách ngăn

Áp suất tại đầu tự do của đốt hầm mới nén gioăng cao su giữa hai đốt, làm đóng/khép lại mối nối

Gioăng cách nước

Trang 10

TẤM VÁCH NGĂN – NHÌN TỪ BÊN NGOÀIMỐI NỐI ĐỂ HẠ CHÌM

Trang 11

thành tường

TRÁM BÍT GINA ĐỂ BẢO VỆ

ĐƯA NƯỚC VÀO BỂ ĐÚC

Trang 12

Hà Nội, K48, tháng 11/2011 Công nghệ thi công Hầm Dìm

11

 Vật liệu đắp được đổ xuống hai bên và trên nóc hầm

để lấp hào và chôn hầm vĩnh viễn

Trang 13

 Kết cấu hầm dẫn có thể thi công trên hai bờ trước,

sau hoặc đồng thời với hầm dìm, tùy thuộc điều kiện

cụ thể

Trang 14

13

2 Hầm dìm có phải là một ý tưởng mới?

Hầm dìm đã được sử dụng rộng rãi khoảng hơn 100 năm nay Hơn

hầm trong số đó là cho đường sắt hay đường bộ Số còn lại bao gồm các hầm cung cấp nước và cáp điện Các ví dụ dưới đây chỉ ra sự phong phú của các dự án đã hoàn thành

Trang 15

2 Hầm dìm có phải là một ý tưởng mới?

Trang 16

khối nước phải vượt qua, hầm dìm thường là 1 phương án khả thi thay thế cho hầm khoan với chi phí tương đương, và chúng có 1 số ưu diểm như sau:

được, khiến hầm dìm đặc biệt hấp dẫn cho các hầm đường bộ lớn và đường sắt/đường bộ kết hợp Dưới đây là 1 số ví dụ các tiết diện đã sử dụng

Trang 17

3 Lý do chọn Hầm dìm

Ngược lại, một hầm khoan thường chỉ ổn định nếu nóc của nó phải đặt bên dưới luồng nước ít nhất là một đường kính của nó Điều này cho phép các đường dẫn của hầm dìm ngắn hơn và/hoặc độ dốc của đường dẫn thoải hơn – đây là 1 lợi thế cho mọi loại hầm, nhưng đặc biệt đúng với các đường sắt.

Trang 18

khiến nó đắt không thể chịu nổi, ví

dụ như trong đất bồi tích mềm yếu

ở các cửa sông lớn H có thểầm dìm cũng có thể được thiết kế để chịu các lực và chuyển dịch trong điều kiện động đất, như trong ví dụ minh họa bên tría, được đặt trong đất rất yếu trong khu vực có hoạt động địa chấn đáng kể.

Trang 19

3 Lý do chọn Hầm dìm

 Làm hầm kiểu khoan là một quá

trình liên tục trong đó bất cứ vấn đề gì trong vận hành khoan đều có thể đe dọa toàn bộ dự

án Làm hầm kiểu dìm tạo ra ba hoạt động – nạo vét, thi công đốt, và lắp đặt đốt hầm, có thể diễn ra đồng thời, do đó làm giảm rủi ro chương trình 1 cách

Trang 20

19

Nội dung

2 Hầm dìm có phải là một ý tưởng mới?

5 Khi nào thì chọn một hầm dìm?

6 Một phát triển mới: Hầm nổi ngập dưới nước

7 Những bên nào giúp hiện thực hóa một dự án?

Trang 21

4 Có các vấn đề đặc biệt nào không?

do có các hoạt động liên quan đến biển Tuy nhiên trong thực tế, kỹ

thuật thường là ít rủi ro hơn làm hầm khoan và việc thi công có thể

được kiểm soát tốt hơn Các hoạt động sông nước, dù không quen

thuộc với nhiều người, không có những khó khăn đặc biệt nào Các vấn

đề đã biết bao gồm:

 Nạo vét : Công nghệ nạo vét đã tiến bộ

đáng kể trong những năm gần đây, và hiện nay có thể đào bỏ một dải rộng các vật liệu dưới nước mà không có các tác động có hại đối với môi trường của luồng/khối nước.

Trang 22

21

4 Có các vấn đề đặc biệt nào không?

 Cản trở giao thông thủy : Trên các luồng nước

bận rộn, đôi khi cần giả thiết rằng việc thi công 1

hầm dìm là bất khả thi vì nó có thể cản trở tàu

bè Trên thực tế, các hầm đó đã được thi công

thành công ở một số luồng nước cực đông đúc

mà không có các vấn đề bất thường gì

 Vấn đề kín nước : Thường giả thiết rằng quá

trình xây một hầm trong nước, chứ k phải là khoan qua lòng đất bên dưới sông, sẽ làm tăng nguy cơ rò nước Thực ra, hầm dìm hầu như luôn khô hơn hầm khoan, do việc thi công các đốt hầm trên cạn Các mối nối dưới nước tùy thuộc vào các gioăng cao su rất bền khỏe

mà chúng đã chứng tỏ tính hiệu quả trong nhiều hầm cho đến nay

Trang 23

5 Khi nào chọn Hầm dìm?

Hướng tuyến : Hầm dìm có thể được đặt nông, để cho phép chiều dài hầm ngắn hơn

và độ dốc thoải hơn so với hầm khoan

Tiết diện : Mặt cắt hầm dìm là rất linh hoạt, khiến chúng đặc biệt thích hợp cho các

đường cao tốc lớn hay đường sắt-bộ kết hợp vượt sông

Độ sâu nước : Điển hình là xây dựng hầm dìm sâu dưới khoảng 5 – 30 m nước, mặc

dù có bản thiết kế đã đặt hầm tới độ sâu 100m Công nghệ hầm nổi trong nước (xem phần sau) sẽ khiến cho chiều sâu nước không còn là vấn đề nữa

Điều kiện địa chất : Hầu hết các loại đất đều có thể làm được, kể cả các vật liệu trầm

tích mềm yếu Các điều kiện địa chất mà không phù hợp với kỹ thuật khoan hầm thường không phải là vấn đề Thiết kế cho các vùng động đất đã cho thấy là hoàn toàn khả thi

Có sẵn đất : Hầm dìm thường được chế tạo sẵn ở nơi xa với vị trí dìm hầm, nên nó cho

phép xây dựng hầm ở những vị trí cực kỳ đông đúc (ví dụ đô thị) mà ở đó không

năng hầm dìm Lựa chọn cuối cùng về phương án vượt sông tất nhiên

sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố Bảng dưới đây đưa ra một chỉ dấu các trường hợp mà nên dùng hầm dìm:

Trang 24

23

6 Một phát triển mới: Hầm nổi ngập dưới nước

dưới khối nước mà nó vượt qua Một phát triển mới: hầm nổi ngập

trong nước – bao gồm việc treo một đường hầm trong lòng khối nước, bằng cách cột dây một đoạn hầm nổi xuống đáy sông, hoặc bằng cách treo một đoạn hầm nặng hơn nước trên các phao nổi

Kỹ thuật này vẫn chưa được hiện thực hóa, nhưng có một dự án ở Na

Uy đang trong giai đoạn thiết kế Hầm nổi trong nước cho phép thi công một hầm với một hướng tuyến nông trong 1 khối nước cực sâu, ở đó các phương án là rất khó khăn

Trang 25

Bảng: Các ưu điểm có được nhờ dùng mô hình số

Mô hình giải tích Mô hình số

Dầm nối khớp có chiều dài vô hạn Dầm nối khớp với chiều dài của hầm

Không có các điều kiện biên cục bộ Cố định cứng của hầm tại các mố

Đặc điểm tuyến tính của mối nối Đặc điểm không tuyến tính của mối nối

dựa trên đặc tính GINA Đặc điểm mối nối không phân biệt Đặc điểm mối nối phân biệt dựa trên đặc

tính GINA Nối ngàm dọc trục bất vi phân Nối ngàm dọc trục vi phân

Biến dạng cưỡng bức không vi phân

(dựa trên lực ma sát)

Biến dạng cưỡng bức vi phân (dựa trên các lực ma sát riêng lẻ trên các phần tử)

Tính toán hầm dìm

Trang 27

CÁC CÔNG TRÌNH HẦM DÌM TẠI VIỆT NAM

DUY NHẤT CHO ĐẾN NAY (2009-2011)!

Trang 28

 Hầm Thủ Thiêm thuộc dự án Đại lộ Đông Tây

Gòn (4 đốt, mỗi đốt dài 98m x rộng 33m x cao 9m)

 Bãi đúc rộng 25-ha tại Nhơn Trạch gần tỉnh Đồng Nai

 Nhà thầu chính là Obayashi (Nhật Bản)

 Tổng mức đầu tư là 9.864 billion VND (616,5 triệu

US$) trong đó 6.394 tỷ VND do JBIC tài trợ, phần đối ứng còn lại do TP cấp

Tóm lược

Trang 29

PHỐI CẢNH CỬA HẦM DÌM THỦ THIÊM

Trang 30

PLAN & PROFILE OF THU THIEM TUNNEL

Vị trí Công trình

Trang 31

TRẮC DỌC TUYẾN HẦM DÌM THỦ THIÊM

Đoạn hầm đào hở

Cầu Môn

đào hở

Đoạn hầm đào hở

Đoạn hầm tường chắn cHữ U

Phía Thủ Thiêm Phía Thủ Thiêm Cầu Khánh Hội

Tháp thông gió Tháp thông gió

Phía TP HCM

Cao độ

Trang 33

Kéo về

Đúc hầm

Trang 34

Mô hình Hầm khi hoàn thành

Trang 35

Giao thông trong hầm (Đoạn 3 đốt hầm dìm)

Trang 36

Đốt hầm kiểu hỗn hợp

Chế tạo nổi Tiết diện hầm

SƠ ĐỒ THIẾT KẾ CƠ SỞ CHO HẦM DÌM

Kết cấu bền Kết cấu đáp ứng chức năng Kết cấu có tính thẩm mỹ

An toàn về mặt kết cấu Giao thông thuận tiệnAn toàn khẩn cấp

Thông gió và Chiếu sáng

Phong cảnh cho hầm Cổng hầm Cái nhìn bên trong hầm

Ý tưởng thiết kế?

Phương án nào tốt hơn?

Xây dựng thế nào?

Có thể làm ở đâu?

Trang 37

SO SÁNH CÁC MẶT CẮT HẦM DÌM

TUNNEL FACILITY TUNNEL FACILITY 4

INSPECTION WAY

750 500

DRIVEWAY

500 WAY EMERGENCY 31500

HẠNG MỤC TIẾT DIỆN CƠ BẢN PHƯƠNG ÁN THAY THẾ

 Khả năng phục vụ trong tai nạn giao thông, hỏa hoạn và

công tác bảo trì là tốt cho ống thoát hiểm khẩn cấp là ở hai bên và đủ bề rộng

Trang 38

37

Casting Concrete AT DRY DOCK OR FLOATING CONDITION

Casting Concrete in the Dock or Casting Basin Steel Shell can be towed as build

Fabricate Full Steel Shell at the Dock or the Works

Skin Plate

Open Sandwiich Member

Skin Plate as a From & Water Proof

Steel-Concrete Composite Structure (Open Sandwich) Construction at a DRY DOCK OR FLOATING CONDITION

Skin Plate as a From & Water Proof

Steel-Concrete Composite Structure (Full Sandwich) Casting Concrete at a DRY DOCK or Floating Condition

Filling High Fludity Concrete up to Double Steel Hull

No Reinforced Bars Fabricate Full Steel Shell at the Dock

Fabricate Full Steel Shell AND PLACING CONCRETE at the Dock

Steel Plate (t=10mm)

Main Reinforcement Bar Skin Plate as a From & Water Proof

Reinfored Concrete Structure With Steel Shell Casting Concrete at DRY DOCK YARD

RC Member

Main Reinforcement Bar

Construction at a Casting Basin Reinfored Concrete Structure

RC Member TYPE-3:

High Fluidy Concrete Stiffner

Steel Plate

Main Reinforcement Bar

Stirrup

CÁC DẠNG KẾT CẤU HẦM DÌM

Trang 39

Loại kết cấu Bê tông cốt thép Loại-1 Vỏ thép Loại-2 Hỗn hợp Mở Loại-3 Tổ hợp Hoàn toàn Loại-4

Vị trí Sản xuất Vỏ

thép

Vị trí Đổ bê tông • Bể đúc • Bãi đúc khô • Giống bên trái • Giống bên trái

Loại bê tông và cách

đổ BT

• Bê tông thường.

• Không có vấn đề gì

Tốt

• Bê tông thường.

• Khó cho điều kiện nổi

Khá

• Bê tông thường

• Giống bên trái

Vừa phải

• Bê tông siêu dẻo

• Giống bên trái

• Cần công nghệ bê tông cao.

• Giống bên trái • Giống bên trái

Chi phí Xây dựng US$74.0 M (100%) Tốt US$81.4 M (110%) US$81.4 M (110%)

-Chi phí Xây dựng

(Hệ nổi) - - US$78.4 M (106%) US$84.87 M (120%)

Đánh giá tổng hợp

Tốt

• Chi phí thi công là thấp nhất

• BTCT đã làm trong nhiều công trình.

• Thời gian thi công là ngắn nhất.

• Bê tông siêu dẻo cần đến

Trang 40

39

(Điều kiện Nổi)

Đổ bê tông trên mặt nước (Điều kiện Nổi)

Trang 41

OR SHIP YARD

CASTING BASIN

IMMERSED TUNNEL UNIT

Đắp lấp trả Lắp ráp

Dìm hầm Chế tạo các đốt hầm

Ụ/BÃI ĐÚC

CÔNG TRƯỜNG SÔNG SÀI GÒN

Thi công Bãi đúc

Nạo vét hào đáy sông

Biện pháp kiểm soát Giao thông thủy, Neo giữ, v.v…

Đào

6 tháng Công tác móng

4 tháng

10 tháng

US$ 21.4 M (US$ 191/m³)

Các kết cấu

Trang 42

IMMERSED TUNNEL UNIT

TOW BOAT TOW BOAT

SURVEY/ALIGNMENT TOWER

RIVERBED APPROX SECONDARY END PRIMARY END

TEMPORARY SUPPORT PAD

CAST IN PIPES SHEAR KEY

(GRADED GRAVEL 100-200KG/PIECE) LOCKING BACK FILL

SAND JETTED FOUNDATION

GENERAL BACK FILL PROTECTIVE CONCRETE

-14.50

1 : 2

APPROX EXISTING RIVER BED LEVEL

Trang 43

CÁC QUÁ TRÌNH CHÍNH THI CÔNG HẦM DÌM

1 Chế tạo Đốt hầm tại Vị trí bãi đúc

1 Chế tạo Đốt hầm tại Vị trí bãi đúc 2 Kéo 2 Kéo dắt đốt hầm ra khỏi bể đúc dắt đốt hầm ra khỏi bể đúc

3 Lai dắt và Đặt dìm vào đúng vị trí dưới hào đáy sông

3 Lai dắt và Đặt dìm vào đúng vị trí dưới hào đáy sông 4 Dìm 4 Dìm hầm và nối các đốt hầm hầm và nối các đốt hầm

Trang 45

LẮP RÁP PHỤ KIỆN LẦN HAI ĐỂ KÉO ĐỐT HẦM RA SÔNG

Trang 47

DỠ BỎ HỆ PHỤ KIỆN KHỎI ĐỐT HẦM

ĐỐT HẦM

MỰC NƯỚC SÔNG CẦN CẨU NỔI 300T

Trang 49

ĐỔ ĐÁ LÊN ĐỈNH HẦM ĐỂ ĐÈ GIỮ HẦM

ĐẮP ĐÁ NEO GiỮ

Trang 50

CUT AND COVER TUNNEL

HO-CHI-MINH SIDE APPROACH

RETAINING WALL

4

5

6

CONSTRUCT CASTING BASIN

U- SHAPE RETAINING WALL

VENTILATION TOWER

PREPARATION OF GROUND

CUT AND COVER TUNNEL

THU THIEM SIDE APPROACH

340M

200M

4-UNITS 370M 4-UNITS 4-UNITS

1st YEAR

14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4

2nd YEAR

25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15

3rd YEAR

36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 ITEM

Trang 51

hai đoạn hầm dẫn và tháp thông gió (do Bachy

Soletanche thực hiện)

› Thi công Tường vây và cọc barrette cho hai hầm

dẫn và tháp thông gió;

› 56.957 m2 / 55.635 m2 (công tác đào / đổ bê tông)

cho tường vây dày 1.200mm, sâu tối đa -34m;

› 5.986 m2 / 5.884 m2 (công tác đào / đổ bê tông)

cho tường vây dày 1.000mm, sâu tối đa -33,8m;

Trang 54

Giai đoạn 1: Bờ Tp Hồ Chí Minh

› Thi công tường vây và cọc barrette đoạn gần cầu

Khánh Hội để Obayashi chuyển hướng lưu thông trước khi thi công phần tiếp theo;

› Thời gian từ 14/11/2005 đến 30/12/2005.

Trang 57

› Vận chuyển thiết bị bằng sà lan qua sông SG

› Quy trình thi công phức tạp do địa chất yếu (bùn sét

đến -15m);

Trang 58

Giai đoạn 2: Bờ Thủ Thiêm

Trang 61

› Xử lý móng cầu Khánh Hội

cũ;

› Hạ các thép hình chữ H xung

quanh để giữ ổn định hai bên

thành tường khi đào;

› Hoàn thành ngày 21/9/2006.

Trang 62

Gàu thủy lực Module 5m

Trang 64

Hình Ảnh Thi Công Hệ Giằng Chống

Hệ chống giằng

Trang 65

Hình Ảnh Thi Công Hệ Giằng Chống

Trang 66

Hình ảnh thi công hệ giằng chống

Trang 67

QuẢN LÝ GIAO THÔNG BÊN TRÊN MẶT PHỐ

Trang 68

67

BỘ PHẬN ĐIỆN VÀ CƠ KHÍ CHO HẦM

SỢI QUANG ĐỂ PHÁT HIỆN CHÁY

RI CAO ÁP)

HÌNH ẢNH CÁC THIẾT BỊ CƠ ĐIỆN TRONG HẦM (ĐOẠN HẦM ĐÀO HỞ)

Trang 69

Trang thiết bị Điện & Cơ khí trong Hầm

Máy lọc bụi tĩnh điện

Máy lọc bụi tĩnh điện Cảm biến VI Điện thoại Khẩn

cấp

Điện thoại Khẩn

cấp Biển báo đến Lối thoát

khẩn cấp Biển báo đến Lối thoát

khẩn cấp

Trang 70

69

HỆ THỐNG ĐIỆN – CƠ KHÍ TRONG HẦM

1 Hệ thống Thông gió: • Quạt phản lực • Lọc bụi Tĩnh điện

• Hệ thống kiểm soát thông gió

2 Hệ thống Chiếu sáng:

3 Hệ thống An toàn: • Đường thoát hiểm • Phát thanh Radio

• Điện thoại khẩn cấp • Nút Báo động

• Báo cháy • Bình chữa cháy

• Chỉ dẫn Thoát hiểm • Loa phóng thanh

4 Hệ thống Thoát nước: • Bơm tại Lối thoát hiểm

• Bơm tại Phòng thông gió

• Máy phát điện Dự phòng

6 Hệ thống Giams sát và Kiểm soát

Trang 71

Quạt phản lực

Không khí ô nhiễm

Lọc bụi tĩnh điện (hút bụi) Quạt hút

Giảm thanh / tiêu âm

Van tại góc

Trang 72

71

Sơ đồ Hệ thống Thông gió

Quạt phản lực Bộ lọc bụi tĩnh điện

Dòng/luồng không khí Dòng giao thông

Định dạng
Số trang	101
Dung lượng	19,63 MB